CN102863079A

CN102863079A - 改进的曝气沉淀池

Info

Publication number: CN102863079A
Application number: CN2012104112543A
Authority: CN
Inventors: 冉慧英; 云玉攀; 王晓磊; 赖冬麟; 翟国云
Original assignee: HEBEI JIACHENG ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Hebei Yuehai Water Group Co.,Ltd.
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: CN102863079B

Abstract

本发明属于污水处理设备，特别是指一种改进的曝气沉淀池。包括池体，开设于其侧壁前部的进水管，其底部自末至始呈向下倾斜的斜面，池底设有曝气器，池体末端的池壁内侧设有集水槽，集水槽前方设平行间隔分布的斜板；斜板前、后两侧分别设有第一、第二隔墙，第一、第二隔墙将池体分隔成自前向后间隔排列的好氧区、预沉区、清水区，预沉区与好氧区间经第一隔墙上开设的进水孔及污泥回流孔连通，第二隔墙上部水平设有穿孔集水管，其入口设于斜板上方的预沉区内，其出口设于清水区内，清水区末端底部设有排泥管，集水槽底部经排水管与外部连通。本发明解决了现有技术存在的污染物降解率低等技术不足，具有污泥沉降效果好、污染物降解率高等优点。

Description

改进的曝气沉淀池

技术领域

本发明属于污水处理设备，特别是指一种改进的曝气沉淀池。

背景技术

近年来，虽然污水处理技术不断涌现，但生化法作为一种经济有效的水处理手段仍然使用很广泛。好氧生物处理是生化处理方法之一，传统的好氧生物处理由曝气池和沉淀池组成，曝气池是好氧生物处理的主体设备，曝气池内有大量的好氧微生物组成活性污泥，好氧污泥在氧气存在条件下进行废水有机物降解，进行水质净化完成废水处理过程。沉淀池的主要功能是通过重力作用进行泥水分离，分离后的污泥，一部分通过回流泵回到曝气池，保证曝气池内微生物的量，另一部分直接排出称为剩余污泥。传统好氧处理设备存在以下缺点：1.需设置污泥回流系统，能耗较大，投资较高。2.需单独设置沉淀池，增大了系统的占地面积和投资费用。3.操作较为繁琐，不易掌控，操作不当极易对系统的稳定运行造成重大影响。

东北石油大学针对污泥回流问题对传统的曝气池进行了改进，设计了一种自回流式生物曝气池（专利号201120480857.X），在曝气池后段增设斜板，斜板下部为斜面，斜板上污泥在曝气池内部沉淀回流,完成曝气池内部回流，不再设置回流泵。

但此专利仍存在以下缺点：

由于斜板直接设置在曝气池内与曝气部分无明显分区，由于曝气池水流扰动污泥很难沉降下来，只能够实现少量污泥回流，而且出水中仍含有大量污泥，需要再曝气池后端接沉淀池完成泥水分离，与传统好氧处理系统一样存在占地面积大，投资费用高的问题；同时曝气池后段易形成死水区，污泥容易在底部沉积，沉积的污泥会厌氧发酵继而上浮，严重影响出水效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种改进的曝气沉淀池。

本发明的整体技术构造是：

改进的曝气沉淀池，包括池体，开设于池体侧壁前部的进水管，池体底部由末端至始端呈向下倾斜的斜面，池底设置有曝气器，池体末端的池壁内侧设有集水槽，集水槽前方设置平行间隔分布的斜板；所述的斜板前、后两侧分别设置有第一隔墙、第二隔墙，第一隔墙及第二隔墙将池体分隔成自前向后依次间隔排列的好氧区、预沉区、清水区，预沉区与好氧区之间通过第一隔墙上开设的进水孔及其底部的污泥回流孔连通，第二隔墙上部水平设置有穿孔集水管，穿孔集水管的入口开设于斜板上方的预沉区内，穿孔集水管的出口开设于清水区内，清水区的末端底部设有排泥管，集水槽的底部经排水管与外部连通。

本发明的具体技术构造还有：

为进一步为微生物提供良好的有氧环境，提高污染物的降解率，优选的结构设计是，曝气器在好氧区的底部均布。

为保证污泥的及时回流且不易在第一隔墙两侧产生阻塞，在满足结构强度的前提下，优选的结构设计是，所述的污泥回流孔为介于第一隔墙与池底之间的条形开孔。可以显而易见的是，上述污泥回流孔也可在第一隔墙底部水平间隔分布，并不脱离本发明的实质。

为保证斜板的安装强度以及工作的稳定性，斜板的前、后两侧分别与第一隔墙以及第二隔墙的内壁固定装配。上述固定装配方式可以包括但不局限于卡装、滑槽配合等现有的装配方式。

为保证穿孔集水管中通过更多的清水，同时不对清水区内的上清液形成扰动，优选的技术方案是，穿孔集水管的中部开设有间隔分布的孔，穿孔集水管的出口向下弯曲形成开口。

为使预沉区与好氧区相互独立，优选的结构设计是第二隔墙的顶部高度位于集水槽的顶部与池体侧壁顶部之间。

第一隔墙、第二隔墙可以采用多种耐腐蚀且高强度的材质制作，其中较为优选且常见的是选用钢筋混凝土构件。

为便于带负电的污泥颗粒的沉淀，优选的技术方案是，斜板采用带负电的表面光滑的板材制作。

为获得更为良好的污泥沉淀效果，优选的结构设计是，斜板与水平面的夹角为60°，斜面与水平面的夹角为40°-60°。

本发明的工作原理如下：

废水进入好氧区后，在好氧区进行生化反应，经过好氧生化处理的废水通过第一隔墙下部的进水孔由下向上通过斜板作用，进行高效的泥水分离。底部设置斜面。第三部分为清水区，清水区上部设置集水槽，底部设置排泥管。三部分两两之间通过隔墙分开。池体整体采用钢筋混凝土浇筑而成。

由于斜面有一定坡度设置，沉淀的污泥可沿斜面下滑，通过第一隔墙下部的污泥回流孔回流至好氧区，保证了好氧区内较高的污泥浓度，利于废水中污染物的降解。

预沉区上部分离的上清液则通过上部的穿孔集水管溢流至清水区。清水区底部设排泥管，用于排出依靠重力作用自然沉淀的污泥。上清液则溢流至集水槽而后经排水管进入下一单元处理。

本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

1、本发明在现有技术的基础上，通过设置第一、第二隔墙，将好氧生化池分为好氧区、预沉区、清水区。好氧生化池兼具了生化及污泥沉淀的功能，无需再设置污泥沉淀池，节约了占地面积，降低了投资成本。

2、好氧区第一隔墙下部设污泥回流缝，预沉区污泥沉淀后沿斜面经过回流缝回流至曝气区，保证曝气池好氧污泥浓度。

3、预沉区中部设置斜板，污水由隔墙中下端进水孔进入，水流与污泥沉淀为逆流布置方式，更利于污泥颗粒碰撞和沉淀。

4、斜板由带负电的表面光滑的板材制成，防止污泥与斜板材料的粘连，同时通过静电排斥压缩电层，更利于污泥颗粒凝聚，加速污泥沉降。

5、清水区底部设置排泥管，排出清水池含有的微量沉泥，以免造成污泥累积影响出水水质。

6、本发明和膜系统配套使用，废水在进入膜组件之前先在好氧生化池内的预沉区进行沉淀澄清，有效预防后续设备（泵、过滤器等）及膜组件的堵塞，延长设备的使用寿命，减少后续膜组件的化学清洗频率，降低运行成本。

附图说明

本发明的附图有：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的第一隔板的整体结构示意图。

图3是图1的俯视图。

本发明的附图标记如下：

1、进水管；2、曝气器；3、好氧区；4、进水孔；5、第一隔墙；6、穿孔集水管；7、预沉区；8、第二隔墙；9、清水区；10、集水槽；11、排水管；12、斜面；13、排泥管；14、斜板；15、污泥回流孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所作出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

本实施例的整体技术构造如图示，其中包括池体，开设于池体侧壁前部的进水管1，池体底部由末端至始端呈向下倾斜的斜面12，池底设置有曝气器2，池体末端的池壁内侧设有集水槽10，集水槽10前方设置平行间隔分布的斜板14；所述的斜板14前、后两侧分别设置有第一隔墙5、第二隔墙8，第一隔墙5及第二隔墙8将池体分隔成自前向后依次间隔排列的好氧区3、预沉区7、清水区9，预沉区7与好氧区3之间通过第一隔墙5上开设的进水孔4及其底部的污泥回流孔15连通，第二隔墙8上部水平设置有穿孔集水管6，穿孔集水管6的入口开设于斜板14上方的预沉区7内，穿孔集水管6的出口开设于清水区9内，清水区的末端底部设有排泥管13，集水槽10的底部经排水管11与外部连通。

本实施例的具体技术构造还有：

曝气器2在好氧区3的底部均布。

所述的污泥回流孔15为介于第一隔墙5与池底之间的条形开孔。

斜板14的前、后两侧分别与第一隔墙5以及第二隔墙8的内壁的支架固定装配。

穿孔集水管6的中部开设有间隔分布的孔，穿孔集水管6的出口向下弯曲形成开口。

第二隔墙8的顶部高度位于集水槽10的顶部与池体侧壁顶部之间。

第一隔墙5、第二隔墙8选用钢筋混凝土构件。

斜板14采用带负电的表面光滑的板材制作。

斜板14与水平面的夹角为为40°-60°。

申请人采用本实施例进行了如下的污水处理试验，其结果如下：

1、以1000m³/d废水处理为例，生化池水力停留时间为24h，有效深度为4m，传统生化池和沉淀池占地面积约为390 m²，而本专利申请中的曝气沉淀池占地面积约为330 m²，可节约占地面积约15%，对于上万吨的大型市政污水处理厂，传统设备占地面积为1万平方米时，本专利申请中的曝气沉淀池仅需要8500 m²，节约占地面积1500 m²，降低了投资成本。

以A/O工艺为例，具体数据如下：

好氧生化池采用本实施例设计，由于其预沉区对污泥颗粒等沉淀更充分，产生了如下显著效果：

（1）生化池后无需再设置沉淀池，节约了沉淀池的占地面积，极大降低了投资成本；

（2）好氧区污泥浓度更高，可达5-6g/L，较传统生化池提高1-2g/L； COD、BOD去除率提高了6%左右，氨氮去除率提高了25%；

（3）系统出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B要求，系统运行更稳定，不需要污泥回流泵，操作更简单。

2、某垃圾渗滤液处理工艺，其垃圾渗滤液处理规模为30m³/d，选用的主体工艺为UASB+A/O+TMBR+NF+RO，实际运行时，A/O后续系统外置式管式膜生物反应器（TMBR）经常发生堵塞的现象，膜系统清洗频繁，操作复杂，运行成本较高。后对现有系统进行改造，采用本专利申请中的曝气沉淀池代替传统生化池，实际运行后效果显著，其改造前后的效果对比如下：

（1）水质指标

生化池改造前后各指标处理效果对比如下：

系统运行时，传统的生化池大部分污泥通过膜进水泵进入膜系统经处理后，再回流至生化池，在过程中，污泥必然受到水泵的机械损伤和大水流剪切作用。而采用曝气沉淀池，污泥在预沉区沉淀后自动回流到生化池前端，避免了进入膜处理系统从而造成污泥损伤，保证了良好的污泥状态，大大提高了污泥活性。根据改造前后数据显示，COD、BOD去除率均提高了约6%左右，NH₄ ⁺-N去除率提高了约5%左右。

（2）系统清洗及膜使用寿命

改造前：

系统运行时，由于来自生化池的污泥较大，后续TMBR系统经常发生堵塞，化学清洗较为频繁（平均为2-3周左右清洗一次，有时更频繁）。频繁的清洗，一方面，导致了药剂成本的增加，另一方面，导致系统膜的损害，实际运行时，5年内更换了两次膜（用的是某外国公司的进口膜，使用寿命为5-8年），大大提高了运行成本。

改造后：

由于污泥颗粒等进行了充分的沉淀，极大减少了进入膜系统的污泥含量，相应减少了后续膜系统堵塞情况的发生，降低了膜系统的化学清洗频率，实际运行时，TMBR系统经常堵塞情况有了极大改观，只需6-7周左右化学清洗一次，方便了生产，减少了大量的药剂费用；另外，化学清洗频率的减少，延长了膜的使用寿命，系统正常运行3年内，未更换过膜，极大的节约了运行成本。

各指标测定方法如下：

COD：重铬酸钾法（GB 11914-89）；

SS：质量法（GB 11901-89）；

BOD₅：稀释与接种法（HJ 505-2009）；

NH₄ ⁺-N：纳氏试剂分光光度法（HJ 535-2009）。

Claims

1.改进的曝气沉淀池，包括池体，开设于池体侧壁前部的进水管（1），池体底部由末端至始端呈向下倾斜的斜面（12），池底设置有曝气器（2），池体末端的池壁内侧设有集水槽（10），集水槽（10）前方设置平行间隔分布的斜板（14）；其特征在于所述的斜板（14）前、后两侧分别设置有第一隔墙（5）、第二隔墙（8），第一隔墙（5）及第二隔墙（8）将池体分隔成自前向后依次间隔排列的好氧区（3）、预沉区（7）、清水区（9），预沉区（7）与好氧区（3）之间通过第一隔墙（5）上开设的进水孔（4）及其底部的污泥回流孔（15）连通，第二隔墙（8）上部水平设置有穿孔集水管（6），穿孔集水管（6）的入口开设于斜板（14）上方的预沉区（7）内，穿孔集水管（6）的出口开设于清水区（9）内，清水区的末端底部设有排泥管（13），集水槽（10）的底部经排水管（11）与外部连通。

2.根据权利要求1所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的曝气器（2）在好氧区（3）的底部均布。

3.根据权利要求1所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的污泥回流孔（15）为介于第一隔墙（5）与池底之间的条形开孔。

4.根据权利要求1所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的斜板（14）的前、后两侧分别与第一隔墙（5）以及第二隔墙（8）的内壁固定装配。

5.根据权利要求1所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的穿孔集水管（6）的中部开设有间隔分布的孔，穿孔集水管（6）的出口向下弯曲形成开口。

6.根据权利要求1所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的第二隔墙（8）的顶部高度位于集水槽（10）的顶部与池体侧壁顶部之间。

7.根据权利要求1、3、4或6所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的第一隔墙（5）、第二隔墙（8）为钢筋混凝土构件。

8.根据权利要求1所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的斜板（14）采用带负电的表面光滑的板材制作。

9.根据权利要求1所述的改进的曝气沉淀池，其特征在于所述的斜板（14）与水平面的夹角为60°，斜面（12）与水平面的夹角为40°-60°。